JP2006170981A - 超過荷重保護装置を備えた秤量モジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 秤量モジュール1は、秤量セル2の荷重受け部分3と荷重レシーバ5との間に配置され、超過荷重保護装置は力伝達リンク13の一体部品である。位置決め部材7によって、荷重レシーバ5は、荷重方向に直交している面内で荷重受け部分3に対して遊びが無く位置決めされ、荷重レシーバ5はまた、遊びが無く荷重方向にガイドされる。弾性部材8の予張力を超える力が荷重レシーバ5に作用すると、荷重レシーバ5は、荷重方向に変位せしめられ且つ荷重方向に直交する全ての方向に傾く機能を有する。ハウジング部材18は、荷重レシーバ5が横方向の力及び超過荷重に曝されたときに、荷重レシーバ5の下方への直線状の偏倚範囲及び傾斜動作を制限する。回転拘束部20が、荷重レシーバ5に結合されており且つ凹部21と係合している。荷重レシーバ5を作動環境に対して位置決めする位置決め部材16が設けられている。
【選択図】 図1
Description
DE 297 02 954には、頂部負荷秤の秤量パンのための超過荷重安全装置が開示されている。この装置は、許容可能な秤量レンジ内で、遊びがなく且つ準剛性形態で秤量装置の荷重レシーバに結合され且つ許容可能な秤量レンジを超えたときに弾性的に降伏する予め張力がかけられた圧縮ばねを備えている。円錐形状の圧縮接触部材とこれに対応する形状の部品とが、協働して秤量パンと軽く触れる安定性を確保し且つ更に許容可能な秤量レンジ内で遊びがない係合部を形成する。(特許文献2参照)
CH 687421 A5には、荷重レシーバが、力伝達リンクによって荷重レシーバと荷重受け部分との間の相対的な移動性を備えた秤量セルの荷重受け部分に結合されている精密秤が開示されている。荷重レシーバは、ヨークのような秤量セルの荷重受け部分を横切って広がっており且つ力伝達リンクを形成し且つばねによって予め張力がかけられた案内される移動性を有している2つのアームの端部上に載置されている。秤量パンに導入される力は、偏って又は斜めの角度で荷重レシーバの傾斜を生じさせ、これは、その下方が突出している支持脚部を介して力伝達リンク上に載って超過荷重レンジ内で弾性的に降伏する。しかしながら、この超過荷重保護装置の開示された実施形態は、両側から適用されるが前後からは適用されない横方向の力のみを吸収することができる。前後から横方向の力がかけられると、秤量パンは偏倚せしめられず、むしろ、秤量パンの前側のピン係合部が横方向の力を秤量セル機構に直接伝達する。この超過荷重安全装置は、通常は、牽引−保護構造を備えた秤内で使用されるので、秤量パンの荷重は側部から生じる。結局、主として側部から横方向の力が導かれることを予想することができる。(特許文献3参照)
JP 2564791 B2には、荷重受け部分と固定部分とを備えた秤量セルと、荷重受け部分と、荷重レシーバと荷重受け部分との間に配置された力伝達リンクとを備えた秤量セルを有している力測定装置が開示されている。秤量セルが静的な力及び動力学的な力によって超過荷重がかけられるのを防止するために、荷重レシーバを荷重受け部分に対して予め張力をかけている弾性部材を備えた超過荷重保護装置が力伝達リンク内に一体化されている。従って、超過荷重の場合及び/又は横方向の力が発生する場合には、この特許に記載されている部材の配置は、同様に、ばね装置の弾性的な降伏又はハウジングと固定結合状態にあるストッパに向かう案内される動きを同様に可能にするであろう。この構造の第1の不利な点として、大きな横方向の力によって、案内された変位による力伝達リンクがハウジングを基礎とするストッパに耐え、横方向の力は、張力又は圧縮力として秤量セル機構に伝達されるであろう。いくつかの用途においては、開示された実施形態の第2の不利な点は、力伝達リンクを包囲している秤量セルの荷重受け部分に配置されている穴の軸線に対する力伝達リンクの軸線の同軸整合の欠如にある。必然的に、穴は、上記した方法で力伝達リンクの変位を可能にするために、力伝達リンクに対して十分な遊びを有しなければならない。第3の欠点として、この設計は、荷重方向に対して荷重レシーバに作用するかも知れない引っ張り力から秤量セルを分離するのに適していない。(特許文献4参照)
特別な用途に対して適用される機構を荷重レシーバに取り付けることもしばしば必要である。秤量の再現性に関する厳密な要件に合致するために、この機構は、好ましくは、荷重レシーバに対する固定された結合部を有している。しかしながら、この種の状況においては、例えば、荷重レシーバに対して接線方向に作用する力によって生じるかも知れない適用力に対して直角に作用するトルクによって生じるかも知れない損傷に対して秤量セルを保護することが必要であろう。これらの種類の力は、部分的には、ねじ結合特に秤量パン又はアダプタによって荷重レシーバの頂部に機構を取り付ける可能性が提供される場合に特に発生する。力測定装置のためのこの種の超過荷重保護装置はDE 10156013 Aに開示されている。(特許文献5参照)
一体化された自動製造及び試験装置においては、モジュール型の設計の秤いわゆる秤量モジュールを組み込むことが特に適している。この用語は、基本的には、支持ユニットが、例えば複数の秤量モジュールのための中央指示器を備えた装置内のような秤とは別個に指示器ユニットが配置されている秤に適用される。この種の一体化された秤量モジュールは、例えば、薬品工業又はボールベアリングの品質制御におけるタブレット、アンプル、カプセル等のための充填及び放送機会における小さく且つ高価な部品の製造及び試験のための装置において使用されるのが好ましい。
本発明に従って、上記の目的は、請求項1に記載された秤量モジュールによって達成される。
本発明による秤量モジュールは、荷重受け部分と固定部分とを備えた秤量セルと、荷重レシーバと、荷重レシーバと荷重受け部分との間に配置された力伝達リンクとを備えており、力伝達リンクが組み込まれ且つ秤量セルに静的な力及び動力学的な力によって超過荷重がかからないように保護する機能を果たす超過荷重保護装置が備えられている。この超過荷重保護装置は、固定部材と位置決め部材とを備えており、位置決め部材は、荷重方向に直交する面内で荷重レシーバを荷重受け部分に対して正確に位置決めし、この装置においては、荷重レシーバから荷重受け部分までの荷重方向の力の流れが弾性部材に伝達される。この結果、荷重レシーバは、弾性部材の付勢張力を超過する力によって荷重方向に変位せしめられる機能を有し且つ位置決め部材と荷重受け部分との間に形成されている位置解除特性によって荷重に直交する力の存在下で全ての方向に傾斜する機能を有している。超過荷重保護装置の設計に応じて、荷重レシーバに対して荷重方向と反対方向に作用する力は、同様に、秤量セルから切り離される。
図1は、ハウジング頂部が除去された秤量モジュール1を示している。床部材17上には、力補償装置26を備えた秤量セル2と信号処理モジュール25とが設けられている。秤量セル2は、一体のほぼ煉瓦状のブロック材によって作られた力伝達機構を含んでおり、このブロック材内では、別個の材料部分が、最も大きな横面の面に直角にブロック材を横切っている狭い直線状の切り込み27の形態の材料が含まれない空間によって分離されている。この材料部分は、上方の平行四辺形ガイド28と下方の平行四辺形ガイド29とを備えた平行四辺形を形成しており、一方の平行四辺形脚部は、固定部分4を形成しており、垂直方向に変位可能な平行四辺形脚部は荷重受け部分3を形成している。平行四辺形脚部3,4,及び平行四辺形ガイド28,29は、材料を含まない空間によって境界が定められている凹部形状からなる可撓性の結合部分30,31,32,33によって相互に結合されている。ブロック材の内側の更に別の材料部分は、力伝達レバー34を形成している。秤量セル2の固定部分4は床部材17に堅固に結合されている。
3 荷重受け部分、平行四辺形脚部
4 固定部分、平行四辺形脚部
5 荷重レシーバ、 6,106,206 固定部材、
7,107,207 位置決め部材、
8,108 弾性部材、 9 荷重レシーバボルト、
10 逆ストッパ、 11 ストッパ、
12 スリーブ、 13 力伝達リンク、
14 超過荷重保護装置、
15 接触領域、接触点、接触位置、
16 位置決め装置、 17 床部材、
18 ハウジング部材、 19 ハウジングストッパ、
20 回転拘束部、 21 ハウジングに結合された凹部、
22 締結領域、 23 位置決め装置のための着座パッド、
24 着座パッド、 25 単一処理モジュール、
26 力補償装置、 27 直線状切り込み、
28 上方平行四辺形ガイド、
29 下方平行四辺形ガイド、
30,31,32,33 可撓性結合部分、
34 力伝達レバー、 35 結合部材、
36 支持可撓性部、 40 穴、
41 突出部、 42 締結部材、
43 スリーブの内壁、 44 穴の底部、
51 フランジ、 52 調整ねじ、
53 スリーブの頂部、 54 戻り止め指状部材、
55 戻り止めコーナー、
60 縮小部、 70 中間部材、
71 ボルトカラー、 72 ばね部材、
73 ガイド本体、 74 保持ストッパ、
75 中間部材ストッパ、
76 中間部材スリーブ、
77 ガイド本体ストッパ、
78 スリーブガイド、 79 調整ねじ、
80 ばね保持器、 81 ハウジング溝、
82 ボルトストッパ、
115 第1の結合領域、
120 第2の結合領域、
130 穴
Claims (18)
- 荷重受け部分(3)と固定部分(4)とを含み、更に、荷重レシーバ(5)と当該荷重レシーバ(5)と前記荷重受け部分(3)との間に配置され且つ静的な力及び動力学的な力によって超過荷重を受けないように保護する役目を果たす超過荷重保護装置(14)とを含んでいる秤量セル(2)を備えた秤量モジュール(1)であって、
位置決め部材(7,107,207)を備え、少なくとも前記荷重レシーバ(5)が前記荷重受け部分(3)に関して荷重方向に直交する面内に遊びが無い状態で位置決めされており、力が荷重レシーバ(5)に作用しているときに、前記荷重レシーバ(5)が前記荷重受け部分(3)に関して荷重方向と同じ方向に変位することができるか荷重方向と荷重方向と反対の方向との両方に変位することができ、前記荷重レシーバ(5)に対して力が荷重方向に直角に作用しているときに、前記位置決め部材(7,107,207)と前記荷重受け部分(3)との間に形成された逃げ部によって、前記荷重レシーバ(5)が全ての方向に傾くことができることを特徴とする秤量モジュール。 - 請求項1に記載の秤量モジュールであって、
前記荷重レシーバ(5)が、前記荷重受け部分(3)に関して、スリーブ(12)及び前記位置決め部材(7)によって、遊びが無い状態で荷重方向にガイドされ、前記荷重レシーバ(5)が、ストッパ(11)に対する予張力を有する弾性部材(8,108)の作用によって位置決めされ、前記弾性部材(8)の前記予張力を超える力が前記荷重レシーバ(5)に作用しているときに、前記荷重レシーバ(5)が荷重方向に変位可能であり且つ前記荷重方向に直交する全ての方向に傾くことができることを特徴とする秤量モジュール。 - 請求項1又は2に記載の秤量モジュールであって、
前記荷重受け部分(3)に堅固に結合されている固定部材(6,106,206)がスリーブ(12)に堅固に結合されており、前記位置決め部材(7,107,207)が前記荷重レシーバ(5)に堅固に取り付けられていることを特徴とする秤量モジュール。 - 請求項1又は2に記載の秤量モジュールであって、
前記荷重受け部分(3)に堅固に結合されている固定部材(6,106,206)が前記位置決め部材(7,107,207)に堅固に結合されており、前記荷重レシーバ(5)にスリーブ(12)が堅固に取り付けられていることを特徴とする秤量モジュール。 - 請求項2乃至4のうちのいずれか一項に記載の秤量モジュールであって、
前記ストッパ(11)が前記スリーブ(12)の内側に形成されており、前記ストッパ(11)は前記荷重方向に直交して延びているリング形状の面又は線を形成しており、前記位置決め部材(7)に含まれ且つ前記ストッパ(11)に対抗する方向に向けられている逆ストッパ(10)が少なくとも3つの載置点を有しており、前記スリーブの内壁(43)との少なくとも3つの接触点(15)の領域における前記位置決め部材(7)の径方向の寸法が、前記接触点(15)における前記スリーブ(12)の径方向の寸法に実質的に等しいことを特徴とする秤量モジュール。 - 請求項3乃至5のうちのいずれか一項に記載の秤量モジュールであって、
スリーブ(12)と当該スリーブ(12)が堅固に結合された部品との間の結合が、スリーブ(12)が堅固に結合されている部品に対する前記弾性部材のばね力の調整を可能にするために、軸線方向に調整可能であり且つ固定可能である構造とされていることを特徴とする秤量モジュール。 - 請求項5又は6に記載の秤量モジュールであって、
前記位置決め部材(7)が、円錐形基部に配置されている逆ストッパ(10)の少なくとも3つの載置点を備えた切頭円錐形状に作られていることを特徴とする秤量モジュール。 - 請求項1乃至7のうちのいずれか一項に記載の秤量モジュールであって、
前記位置決め部材(107,206)が弾性を有していることを特徴とする秤量モジュール。 - 請求項5乃至7のうちのいずれか一項に記載の秤量モジュールであって、
前記逆ストッパ(10)の前記載置点が円形の面又は円形のリング面上に位置していることを特徴とする秤量モジュール。 - 請求項2乃至9のうちのいずれか一項に記載の秤量モジュールであって、
前記弾性部材(8,108)が螺旋状の圧縮ばねであることを特徴とする秤量モジュール。 - 請求項2乃至10のうちのいずれか一項に記載の秤量モジュールであって、
前記位置決め部材(7)並びに存在する場合には前記弾性部材(8,108)及びスリーブ(12)が、少なくとも前記荷重レシーバ(5)がその作動位置にあるときに、力が前記秤量セル(2)内に導入される方向に延びているそれらの長手中心軸線同士が相互に合致するように配置されていることを特徴とする秤量モジュール。 - 請求項1乃至11のうちのいずれか一項に記載の秤量モジュールであって、
前記秤量モジュール(1)が床部材(17)を有しており、少なくとも1つのハウジングストッパ(19)又はハウジング溝(81)が構造部品特に前記床部材(17)に堅固に結合されているハウジング部材(18)上に形成されており、前記少なくとも1つのハウジングストッパ(19)及びハウジング溝(81)が、荷重方向の変位又は荷重レシーバ(5)の外形又は前記荷重レシーバ(5)上に形成されたボルトカラー(71)との相互作用によって、前記荷重レシーバ(5)の傾斜動作及び荷重方向と同じ方向のみならず荷重方向と反対の方向の変位を制限する役目を果たすことを特徴とする秤量モジュール。 - 請求項1乃至12のうちのいずれか一項に記載の秤量モジュールであって、
前記荷重レシーバ(5)が、前記荷重方向に対して直角に前記荷重レシーバ(5)に作用する過剰な力特に前記荷重レシーバ(5)に対して接線方向に作用する力に対する回転拘束部(20)を有し、前記回転拘束部(20)がハウジングに結合された凹部(21)と係合することを特徴とする秤量モジュール。 - 請求項12に記載の秤量モジュールであって、
前記荷重レシーバ(5)が、前記荷重方向に対して直角に前記荷重レシーバ(5)に作用する力、特に前記荷重レシーバ(5)に対して接線方向に作用する過剰な力に対抗するボルトカラー(71)を備えており、当該ボルトカラー(71)はハウジングに結合された溝(81)と係合していることを特徴とする秤量モジュール。 - 請求項1乃至14のうちのいずれか一項に記載の秤量モジュールであって、
秤量モジュール支持部材に取り付けるように機能する少なくとも1つの締結領域(22)が前記固定部分(4)に結合されており、少なくとも1つの締結領域(22)が位置決め装置(16)を備えており、当該位置決め装置(16)は、前記超過荷重保護装置がその作動状態にあるときに、前記力が秤量セル(2)内に導入される方向及び/又は荷重レシーバ(5)がその作動状態にあるときに力が秤量セル(2)内に導入される方向に延びている前記荷重レシーバ(5)の長手中心軸線が、前記位置決め装置(16)の長手中心軸線と合致するように配置されていることを特徴とする秤量モジュール。 - 請求項15に記載の秤量モジュールであって、
各締結領域(22)が持ち上がった着座パッド(23,24)を備えていることを特徴とする秤量モジュール。 - 請求項15又は16に記載の秤量モジュールであって、
前記位置決め装置(16)が少なくとも1つの緊密嵌合ピンを含んでいることを特徴とする秤量モジュール。 - 請求項1乃至17のうちのいずれか一項に記載の秤量モジュール(1)の使用方法であって、
同じ種類の複数の秤量対象物を同時に秤量する目的のために、所定の数の荷重レシーバ(5)を備えた等しい数の秤量モジュールが、各荷重レシーバ(5)が秤量セル(2)に結合されており且つ荷重レシーバ(5)が所定の二次元レイアウトで配置されている装置内に配置されていることを特徴とする使用方法。
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